【微波天线】喇叭天线的主要类别——分属七大家族

喇叭天线是面天线，波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线，是使用最广泛的一类微波天线。它的辐射场是由喇叭的口面尺寸与传播型所决定的。其中，喇叭壁对辐射的影响可以利用几何绕射的原理来进行计算的。如果喇叭的长度保持不变，口面尺寸与二次方相位差会随着喇叭张角的增大而增大，但增益则不会随着口面尺寸变化。在射频、微波和毫米波应用中，天线必然是最多被涉及到的元器件类别之一。这其中，诞生自20世纪初的喇叭天线一直沿用至今。从本质上说，喇叭天线属于波导的一个分支：一端为尺寸较大的矩形或圆形波导，另一端为尺寸较小的波导或同轴端口。

喇叭天线的优点包括具有低电压驻波比（VSWR），非常宽的工作带宽（10：1乃至20：1），且传输方向性集中。同时，因这类天线的构造相对简单，制造成本也相对较低。就应用来说，由于喇叭天线的增益和驻波比曲线在带宽范围内非常平坦，因此非常适合用于测试其他天线的性能。

通常，在雷达和微波辐射计中喇叭天线被用作定向天线；在抛物面天线等大型天线结构中被用作馈源喇叭；而在其他天线的测试中，多用作于校准和测试工具。除此之外，在当前许多新的5G测试平台及概念验证原型中，出于结构简单等方面的考量也会采用喇叭天线。喇叭天线还经常会被用于信道测量等现场测试设备。

在这么多的应用场景中，具体涉及的喇叭天线也分属不同类型，在结构上各具差异。我们在此归纳出喇叭天线的主要类别——分属七大家族，与您共享。

角锥喇叭天线

Pyramidal Horn Antenna

最为常见的喇叭天线类别。外观呈以矩形或正方形（多为矩形）终端波导端口为顶部的金字塔结构。

扇形喇叭天线

Sectoral Horn Antenna

这一类的喇叭天线在结构一面与终端波导端口壁保持水平，而其他面则向外逐渐增宽。根据渐宽面与水平面的朝向，扇形喇叭天线可分为E平面扇形喇叭天线和H平面扇形喇叭天线。

圆锥喇叭天线

Conical Horn Antenna

与角锥喇叭天线等矩形金字塔结构的喇叭天线不同，圆锥喇叭天线通常为终端呈圆形或椭圆形的圆锥或椭圆锥。某些圆锥喇叭天线的终端也可以为矩形。

标量或指数喇叭天线

Scalar or Exponential Horn Antenna

与典型的角锥、扇形或圆锥喇叭天线不同，此类型的指数喇叭天线具有以指数级逐渐变细的侧面，从而形成从天线开口延伸至波导终端的曲面。此构造方式最大限度地降低了内部反射量，并可在极宽的带宽范围内保持一致的阻抗和电气性能。

波纹喇叭天线

Corrugated Horn Antenna

波纹喇叭天线的侧壁内表面上有与天线中轴垂直的横槽。在电学意义上，这些横槽的尺寸小于工作波长，从而可在天线带宽范围内实现极低的旁瓣及交叉极化水平。此类型的天线通常用于卫星和射电望远镜用途。

增益喇叭天线

Gain Horn Antenna

增益喇叭天线，指的是在较宽的带宽范围内具有一致性高增益的喇叭天线。通常，在雷达、卫星及太空领域中，增益喇叭天线被用来对其他天线进行测试。

馈源喇叭天线

Feed Horn Antenna

馈源喇叭天线，作用于在射频及微波电子器件与卫星天线、射电望远镜中使用的拋物面反射器之间收发信号。

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